DE2230947A1

DE2230947A1 - Vorrichtung zum Steuern einer linearen Verschiebung in Abhängigkeit von einer Drehbewegung

Info

Publication number: DE2230947A1
Application number: DE19722230947
Authority: DE
Inventors: Pierre Genf Salin (Schweiz)
Original assignee: Productions Sarcem S.A., Meyrin, Genf (Schweiz)
Priority date: 1971-06-25
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1972-12-28
Also published as: US3829037A; CH540845A; DE2230947C3; GB1405932A; IT959247B; DE2230947B2

Description

PATENTANWALT Dlpl.-Ing., Dipl.-Wirtsdi.-Inf.

8000 München 90 Grünwalder Straße 175 a Telefon 64 68 46

PRODUCTIONS SARCEM S.A.

Avenue Feuillasse, 1217 Meyrin 1 / Geneve

Vorrichtung zum Steuern einer linearen Verschiebung in Abhängigkeit von einer Drehbewegung.

Die Vorrichtung zum Steuern einer linearen Bewegung in Abhängigkeit von einer Drehbewegung kann insbesondere bei Wickelmaschinen zur Anwendung kommen.

Die bisher bekannten Wickelmaschinen weisen mechanische Steuermittel auf, die keine hohe Präzision bei der Steuerung der.Verschiebung des Fadenführers zu erreichen gestatten, da es mit diesem Steuermittel · nicht möglich ist, mit hoher Präzision die anzuwen- · dende Korrektur zu bestimmen. Aus diesem Grunde ist das Aufwickeln sehr dünner Fäden praktisch unmöglich, da die Verschiebung des Fadenführers nicht mit der erforderlichen Präzision gesteuert werden kann.

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Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Wickelmaschine für sehr dünne Fäden (in der Größenordnung von Mikron) zu schaffen, die sich auch für Fäden mit wesentlich größeren Durchmessern (in der Größenordnung von 0,1 mm) anpassen läßt. Die Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt zwei Elemente,'und zwar ein drehbares Element und ein verschiebbares Element, das eine Hin- und Herbewegung parallel zur Achse des ersten Elementes ausführt, sowie Steuereinrichtungen für die Drehgeschwindigkeit und Einrichtungen zur Anzeige eines Verhältnisses, das zwischen der Drehgeschwindigkeit und der linearen Verschiebegeschwindigkeit besteht. Diese Vorrichtung hebt sich dadurch hervor, da!? die Einrichtungen zum Steuern und Anzeigen elektromechanische und elektronische Elemente aufweisen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

Die beigefügte Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Ausfuhrungsbeispiel in Form einer Wickelmaschine, die mit der Vorrichtung nach der Erfindung versehen ist. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Ausführungsform der Wickelmaschine;

Fig. 2 eine Teilansicht der Wickelmaschine in vergrößertem Maßstab, wobei sich die Vorrichtung zum Abwickeln in einer gegenüber PIg^ 1 entgegengesetzten Stellung befindet;

Fig. 3 einen Impulsgenerator für Sekundärimpulse;

Fig. 4 die verschiedenen im Zusammenhang mit dem Impulsgenerator nach Fig. 3 verwendeten »ellenformen.

Die in der Zeichnung dargestellte Y/ickelmaschine umfaßt einen Antriebsmotor 1, der eine ¹AeIIe 2 mit einer

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regelbaren Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles A antreibt. Auf der Welle 2 ist eine aufzufüllende Fadenspule 3 auewechaeibar angeordnet, die auf der Welle durch beliebige bekannte Befestigungsmittel festgelegt ist.

Die Welle 2 versetzt eine Scheibe 4 in Umdrehung, die zumindest eine radiale öffnung 5 aufweist, deren Durchgang zwischen den Polen eines Meßfühler 6 Zählimpulse a in dem elektronischen Teil 7 erzeugt. Diese Impulse sind demnach proportional zur Anzahl der radialen öffnungen, die in der Scheibe 4 vorgesehen sind, und zur Umdrehungszahl der Welle 2 und demnach proportional zur Umdrehungsgeschwindigkeit der Spule J>"»

Der elektronische Teil 7 weist Anzeigeeinrichtungen 8 für den Durchmesser des aufzuwickelnden Fadens auf, die von Hand betätigfaar sind. Dieser elektronische Teil 7 erzeugt Antriebsimpulse b, deren Anzahl proportional zu dem bei 8 angezeigten Wert und daher proportional zum Durchmesser des Fadens sind. Die Antriebsimpulse b werden einem Schrittschaltmotor 9 zugeleitet, der durch Zwischenschaltung eines Getriebes 10 eine Welle absatzweise in Umdrehungen versetzt und zwar in dem einen oder dom anderen Drehsinn, wie dies durch den Pfeil B angezeigt ist.

Dieser elektronische Teil 7 umfaftt auch eine Kippstufe die schejnatisch durch den Teil II dargestellt ist, welche das Zerlegen eines Impulszuges A der Primärimpulse a gestattet, um Wellenformen B, C, D und E (vergl. Fig. 3) zu erhalten. Der Impulszug A wird durch den Teil I abgegeben, der gebildet ist durch den Generator 4, 5 und 6.

Was den Teil III betrifft, so umfaflt dieser einesteils sewei Aneeigenumschalter für den Proportionalitätsfaktor, (3or im vorliegenden Beispiel durch Zehner und Einer aus-

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gedrückt ist und andererseits logische Schaltkreise, die in Abhängigkeit von dem angezeigten Proportionalitätsfaktor ein Kombinieren der Wellenformen A bis E gestatten, urn die zehn Wellen zu erhalten, die von O bis 9 durchnumeriert sind (xig. 4). Man erhält so be is pi els v/ei se :

- die Welle 1, durch Umkehr der Form der Welle D

- die Yielle 2, durch Anwendung der Welle C,

- die Welle 3, durch Kombination der Welle B und G (Summe von Ii und C invers).

Man erkennt, da/? die erhaltenen Sekuni'irimpulse nicht alle die gleiche Foa^m aufweisen, derart, da!? nan den Vorteil hätte, nur die ansteigenden oder die abfallenden Flanken derselben verwenden zu können. Lei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel werden nur die abwärts gerichteten Flanken verwendet, um den Vorrückimpuls für den Schrittmotor zu geben. Es ist ganz offensichtlich, dal? man bei einer Vermehrung der Anzahl der V/ellenforr.en regelmäßigere Cekundärwellen erhält, doch ¥/ird hierdurch in erheblichem MaPe die Anzahl der elektronischen Elemente vermehrt, ohne dal?, diese zwangsläufig bei der speziellen Anwendung verwendet werden.

Was die mit der Zahl 1O bezeichnete Welle betrifft, so gestattet diese Sekund'rrimjulse entsprechend Elementen "von O bis 10 Mikron zu geben. Wenn mn η die Viellen 10 zu nenn zusammenfaßt, εο erh'ilt man zehn Impulse entsprechend denjenigen» die unter A in der Leichnung abgegeben werden und welche nach einem identischen Prinzip zerlegt sind. Beispielsweise wird min für einen Faden mit 3 Mikron drei Impulse ähnlich den bei 1 dargestellten für

7 ■ 3 S B B Z / 0 s Γ Γ:

BAD ORfGINM.

zehn Umdrehungen der Spule erhalten.

Es sei erwähnt, wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist, dai? der Impuls 10 immer in einem Augen- ■ "blick stattfindet, in welchem er nicht mit anderen Impulsen zusammenfällt, so dal? der Schrittmotor 9 einem Vorrückbefehl bei maximaler Betriebsfrequens folgen kann,

Pei einer Variante verwendet man ein Systenv, das

eine Dekade umfaßt, die die Impulse einer der Wellen von 0 bis 9 zu zählen und einen Sekundärimpuls zu erzeugen gestattet, und zwar durch Unterteilen der zehn Impulse. Wenn man beispielsweise ^flie Welle 7 nimmt, wird man 7 Sekundärimpulse bei zehn Umdrehungen 6er Spule haben. Bei dieser Variante können die Sekundärimpulse entsprechend den Einern zeitlich mit den Impulsen entsprechend den Zehnern zusammenfallen und es ist notwendig, diese zu verzögern, um ein Zusammenfallen zu vermeiden.

Es sei erwähnt, daß die elektronische Einrichtung aus Gründen der Klarheit der Darlegung nur f^r ^ie Anwendung der Steuerung einer Wickelmaschine beschrieben wurde, aber es ist selbstverständlich, daß sie auch bei anderen Systemen zur Anwendung kommen kann, die die Erzeugung von Sekundärimpulsen benötigen, die sich so regelmäßig wie möglich wiederholen und den Prinnrimpulsen proportional sind. Diese Vorrichtung kann insbesondere, zur Steuerung jeder Linearverschiebung verwendet werden, deren Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit eines Elementes geregeltwerden soll.

Die Welle 11 in Figur 1 weint einen Gewindeteil auf, mit dem öle mit einem festen Teil 12 derart zusammen-

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wirkt,, daß der Tell 11^f der fcelle einer Hin- und iierfcewegung entsprechend dem Pfeil G unterliegt. Die Veroehiebegeschwindigkeit ist daher eine Funktion einerseits der Rotationsgeschwindigkeit der Spule, da diese die Anzahl der Zähl impulse a bestimmt und andererseits eine Funktion des Fadendurchmessers, da dieser die Antrie"bsimpulse b beeinflußt. Es ist selbstverständlich, dal? die in der Zeichnung gegebene Darstellung stark vereinfacht ist und daß in der Praxis eine Vorrichtung 12 vorgesehen ist, die eine Umwandlung der Rotationsbewegungen entsprechend dem Pfeil E in eine Kin- und Herbewegung nach dem Pfeil G gestattet, ohne daß sich die Welle 11' um ihre Achse dreht.

Die Welle 11^s lab einesteils mit dom Fadenführer 13 und anderenteils Kit einem Anschlag 14 fest verbunden, der mit 2 B^grensungselenienten 15 und 16 zusammenwirkt, die beispielsweise aus Mikroschal tern bestehen. Diese Schalter senden einen Umsteuerimpuls c zu dem elektronsichen Teil 7,wenn der Fadenführer 13 am Ende der Spule anlangt. Die Umsteuerimpulse c sind dazu bestimmt,den Drehsinn des Schrittschaltmotor3 9 umzukehren, damit der Fadenführer aich in Richtung auf das andere Ende der Spule verschiebt.

Es ist gewiß möglich, zumindest eines der Eegrenzungs— elemente 15 oder 16 derart anzuordnen, daß eine Umkehr am Ende der Spule stattfinden könnte, wie lang auch iimner diese sein mag,

Ua das Aufwickeln in Spulenwiridungsreihen zu begünstigen, umfaPt die Steuervorrichtung auch eine Verschiebevorrichtung für das Element, das sich geradlinig verschiebt. Tatsächlich ist es wahrend der Umkehr dos Faden führ«» rs notwendig,, dafl 6»ich dieser in axialer Richtung Im Wr-

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hältnis zur Welle 11* verschiebt, damit der Faden in eine günstige Lage gelangt.

Die Verschiebevorrichtung für den Fadenführer umfaßt einen Elektromagneten 17, der mit der Welle H¹-* fest verbunden und auf der einen Seite des Fadenführers angeprdnet ist und einen festen Anschlag 2©, der ebenfalls mit der Welle 11' fest verbunden ist und auf der anderen Seite des Fadenführers vorgesehen ist. Eine Schraubenfeder 18 stützt sich einerseits an dem El ektromagneten und andererseits an dem Fadenführer oder seinem Halter ab und drückt diesen gegen den Anschlag 20. Eine Buchse 19 ist um die "Walle 11· herum ins Inneren der Feder 13 vorgesehen und weist eine derartige Länge auf, daß zwischen dem Fadenführer und dem Anschlag 20 ein Spiel j verbleibt, wenn der Fadenführer an dem freien Ende der Buchse anliegt.

In Figur 1 ist die Verschiebevorrichtung in derjenigen Lage dargestellt, in der sich der Fadenführer nach links verschiebte Die in Figur 2 dargestellte Lage der Vorrichtung entspricht einer Verschiebung des Fadenführers nach rechts.

In Figur 1 liegt der Fadenführer 13 an dem festen An~ schlag 20 unter der Einwirkung der Feder 18 an und verschiebt sich durch die Drehwirkung der Welle 11» nach links. Während der Anschlag 14 zur Anlage an dem Mikrokcntakt 15 kommt, ruft dieser nicht nur eine Umkehr dor Drehrichtung der Welle 11^f und damit eine Umkehr der Verschieberichtung des Fadenführers·13 sondern auch ein Anziehen der Buchse 19 durch den Elektromagneten 17 hervor und damit auch des Fadenführers i'3, der sich entgegen der Wirkung der Feder 18 verschiebt. Trots der Umkehr der Verschieberichtang des FaöenfUhrers v.ird dieser um einen Weg entsprechend den Spiel 3 nach links

verschoben ,

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wodurch eine korrekte Wicklung des linken Endes
der Spule 3 eintritt.

Wenn der Anschlag 14 den Mikroschalter 16 erreicht,
bewirkt dieser eine Umkehr der Verschiebung des
Fadenführers und gleichzeitigt eine Entregung des
Elektromagenten. Die Feder 14 verschiebt den Fadenführer hierauf gegen den Anschlag 20. Auf diese
Weise ist auch das rechte Ende der Spule 3 der gleichen Art der Wicklung unterworfen wie das linke Ende.

Pei einer anderen Variante kann man auch die Spule
in Längsrichtung verschieben und den fadenführer
festhalten,ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Ein bei einer Wickelmaschine entsprechend der weiter
oben beschriebenen Art nochnicht erwähnter Vorteil
besteht darin, daß bei Veränderung der Anzeige des
Elementes 8 beispielsweise um einige Mikron, man einige Windungen voneinander entfernen oder zueinander annähern kann, sobald ein Überschuß an der entsprechenden Stelle oder ein Abstand zwischen den Windungen auftritt.

Obgleich die Steuervorrichtung nach der Erfindung mit
Bezug auf eine Wickelmaschine aus Gründen der Klarheit der Darstellung beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß diese Vorrichtung immer dann verwendet werden kann, wenn es notwendig ist, eine lineare Verschiebung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Drehbewegung
eines drehbaren Elementes zu steuern und wenn ferner esnotwendig ist» das vorhandene Verhältnis zwischen der
Drehgeschwindigkeit und der gesteuerten Linearverschiebung nach Belieben verändern zu können.

Im angegebenen Beispiel ist der Proportionalitätsfaktor in Zehnern und Einern dargestellt, jedoch ist es allgemein möglich, dai? dieser angegeben wird in Einheiten und Elementen dieser Einhalten, die sich nicht unbedingt nach dem Dezimalsystem richten.

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~ Fa ten ΐη ns r>r üc he --

«AD OBiGiNAi.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Steuern einer linearen Verschiebung eines ersten Elementes in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit eines zweiten Elementes, bei welcher die Verschiebung in einer längsgerichteten Hin- und Herbewegung parallel zur Achse des zweiten Elementes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß sie elektromechanische und elektronische Steuereinrichtungen (7) fur die Geschwindigkeit der Linearverschiebung und Anzeigeeinrichtungen (8) umfaßt, wobei die Geschwindigkeit der Linearverschiebung eine Funktion der Drehgeschwindigkeit des zweiten Elementes (3) und des angezeigten Wertes istund daß eine Verschiebevorrichtung (17, 18, 19, 20) zum Verschieben des verschiebbaren Elementes (13) am Ende der Hin- und Herbewegung vorgesehen ist,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) für das zweite Elemente(3) zumindest indirekt mit einem Impulserzeuger (4,5,6) zur Erzeugung primärer Zählimpulse (a), deren Zahl der Anzahl der Umdrehungen des sich drehenden Elementes (3) proportional ist, verbunden ist, daß die Zählimpulse (a) zu den elektronischen Steuereinrichtungen (7) übertragen we*·*. , die so aufgebaut sind, daß sie Antriebsim ulse (b) erzeugen,' die einem Schrittschaltmotor (9) zugeleitet werden und daß Einrichtungen (12) vorgesehen sind, die die absatzweise Drehbewegung des Schrittschaltmotors (9) in eine Hin- und Herbewegung dee ersten Elementes (13) umwandeln.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da der Impulserzeuger (4,5 , 6) zur Erzeugung priniHi Zählimpulse (a) aua einem Meßfühler (6) besteht, zwischen dessen Polen ein von der UeTIe (2) des

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drehbaren Elementes (3) angetriebenes Element (4) umläuft, das radiale Zonen (5) mit zueinander unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3 , dadurch gekennzeichnet, da/? das erste Element (13) einen Anschlag (14) aufweist, der mit zwei Eegrenzungselementen (15, 16) zusammenwirkt, von denen zumindest einer verstellbar ist und die die Drehrichtung des Schrittschaltraotors (9) umschalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eegrenzungselemente als Mikrokontakte (15,16) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 ir.it einem Impulsgenerator für sekundäre Impulse, die sich in regelmäßigen Zeitabständen wiederholen und deren Zahl der Zahl der primären Impulse proportional ist, die sich ebenfalls in regelmäßigen ZeitabstMnden wiederholen, und mit Einrichtungen zum Regeln des Proportionalitätsfaktors, dadurch gekennzeichnet, daß die primären Impulse derart gezählt sind, daß sie eine Folge von aus Elementen bestehenden Einheiten bilden und daß die Einrichtungen zu m Regeln des Proportionalitätsfaktors zwei Teile umfassen, die so eingerichtet sind, daß sie unabhängig einerseits auf die Einheiten und andererseits auf die Elemente der Einheiten einwirken.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Teil einer Wickelmaschine bildet, deren eine3 Element ein Fadenführer (13) und ihr anderes Element eine drehbare Spule (3) ist und daß die Anzeigevorrichtungen (S) den Durchmesser des

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aufzuwickelnden Fadens anzeigen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verschieben' des Fadenführers (13) am Ende der Hin- und Herbewegung einen Elektromagneten (17) und einen · Anschlag (20) umfaßt, die zu beiden Seiten des Fadenführer (13) auf der ihn antreibenden Welle (11·) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenführer (13) durch eine Feder (18) belastet ist, die in Richtung auf den Anschlag (20) wirkt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fadenführer (13) und dem Elektromagneten (17) eine Euchse (19.) mit solcher Länge vorgesehen ist, daß beim Anziehen des Fadenführers (13) durch den Elektromagneten (17) entgegen der Airkung

der Feder (18) ein Spiel (j) zwischen dem Anschlag (20) und dem Fadenführer(13) verbleibt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung bzw. Entregung des Elektromagneten(17) gleichzeitig mit der Umsteuerung des Fadenführers (13) erfolgt, derart, daß noch nach der Umsteuerung eine Verlängerung der Verechiebebewegung des Fadenführers (.13) in der Bewegungsrichtung vor der Umsteuerung erfolgt.

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